Изучение продуктивности, структуры сообществ организмов и связей между ее элементами, расчет затрат энергии экосистемы

Изучение продуктивности, структуры сообществ организмов и связей между ее элементами, расчет затрат энергии экосистемы на поддержание этой структуры за счет притока внешней энергии позволяет установить и количественно выразить основные потоки вещества, энергии и информации в экосистемах и функциональные характеристики экосистем (разнообразие, устойчивость, стабильность, выносливость). Упрощение структуры сообществ или экосистем сопровождается возрастанием вариабельности динамики биомассы, которую можно рассматривать как показатель устойчивости экосистем. Чем больше вариабельность биомассы, тем более устойчива экосистема к изменениям условий среды, в том числе антропогенных. Упрощение структуры экосистемы может быть связано с уменьшением числа видов, сокращением трофических связей, упрощением системы потоков энергии, вещества и информации, т. е. с уменьшением видового разнообразия системы. При этом доминирование переходит к видам с широким экологическим спектром.

Применение энергетических принципов в изучении экосистем позволяет оценить продукционные показатели водоемов в энергетическом выражении (табл. 23) и баланс биогенных элементов.

Продукция погруженных макрофитов, как правило, выше продукции воздушно-водных макрофитов. Однако, как показывают многочисленные исследования, чаще всего основными продуцентами являются гелофиты. При этом в конкретных типах водных объектов степень участия в создании фитомассы и продукционная роль макрофитов разных экологических групп неодинакова (табл. 24, 25).

Известно, что на водных объектах Среднего Поволжья, особенно на водохранилищах и реках, основными продуцентами являются гелофиты (в порядке значимости — это рогоз узколистный, тростник южный, манник большой, камыш озерный и рогоз широколистный), но они слабо проявляют себя в условиях стариц. В старицах, озерах и реках значительную биомассу (от 17,2 до 24,4 %) создают растения с плавающими на воде листьями, в основном представленные кубышкой желтой [Папченков, 2001].

Изучение годовой продукции, создаваемой различными макрофитами больших озер Северо-Запада России, показало, что на Ладожском и Онежском озерах 86,6—90 % продукции создают воздушно-водные растения и, главным образом, тростник — 78—79,6 % общей продукции (см. табл. 25). Погруженные растения дают от 3,1 до 9,1 % годовой продукции. Растения с плавающими листьями (в основном сообщества кубышки желтой) в Ладожском озере развиты крайне слабо, и их продукция составляет 0,5 % от общей, а в олиготрофном Онежском — 10,3 %. При этом в последнем количество органического вещества почти в 9 раз меньше, главным образом, из-за недостаточной обеспеченности растений биогенами. В озере Кубенском на долю гелофитов приходится 48 % общей продукции, хотя площади, занимаемые ими, составляют всего 8,5 % от площади зарослей. Значительный вклад в годовую продукцию вносят гидрофиты, среди которых господствуют обширные заросли горца земноводного и рдестов, дающих 51,4 % годовой продукции при 18 %

Продуктивность растительного покрова водохранилищ Среднего Поволжья [по: Папченков, 2001]

Водохранилища

Биомасса и продукция

сырая

абсолютно сухая

органическое вещество

энергия

над

под

вся

над

под

вся

над

под

вся

над

под

вся

Биомасса, в тыс. т и в 1012 кал

Куйбышевское

649,1

687,8

1336,9

84,2

93,6

177,7

75,3

84,1

159,4

317,8

354,7

672,6

Чебоксарское

57,5

57,1

114,6

7,1

8,3

15,4

5,9

7,4

13,3

25,0

31,2

56,2

Нижнекамское

218,0

225,4

443,4

26,1

31,1

57,2

22,9

28,3

51,2

96,6

119,5

216,0

Всего

924,6

970,2

1894,9

117,4

132,9

250,3

104,1

119,8

223,9

439,4

505,4

944,8

Продукция, в тыс. т/год и в 1012 кал/год

Куйбышевское

1210,0

354,0

1564,0

145,0

47,9

192,9

124,0

42,9

166,8

523,2

180,9

704,1

Чебоксарское

131,7

31,2

162,8

14,8

4,4

19,2

12,1

3,9

16,0

51,0

16,5

67,5

Нижнекамское

447,7

145,4

593,1

48,9

19,4

68,3

42,1

17,7

59,7

177,5

74,5

252,0

Всего

1789,3

530,6

2319,9

208,7

71,7

280,4

178,1

64,4

242,5

751,7

271,8

1023,5

Примечание: над — надземная, под — подземная.

Доля разных экогрупп макрофитов в запасах сырой надземной биомассы в различных типах водных объектов Среднего Поволжья, в процентах

[по:Папченков, 2001]

Водные объекты

Экогруппы растений

Всего

1

2

3

4

5

6

7

8

Реки

0,0

1,1

20,0

17,2

0,6

9,8

47,5

3,7

100,0

Озера

3,9

5,9

33,5

22,6

4,3

3,2

21,1

5,6

100,0

Старицы

1,8

10,9

31,1

24,4

10,8

6,4

12,7

1,9

100,0

Водохранилища

0,0

2,9

22,4

6,1

3,3

63,9

0,3

100,0

Пруды

0.2

7,6

30,8

6,4

3,9

11,7

34,7

4,6

100,0

Все водные объекты

1,0

7,3

27,9

15,7

6,8

5,4

33,9

1,9

100,0

Примечание. Экогруппы растений: 1 — макроводоросли и водные мхи; 2 — гидрофиты, свободно плавающие в толще воды; 3 — погруженные укореняющиеся гидрофиты; 4 — укореняющиеся гидрофиты с плавающими на воде листьями; 5 — гидрофиты, свободно плавающие на поверхности воды; 6 — низкотравные гелофиты; 7 — высокотравные гелофиты; 8 — гигрогелофиты.

Процентное соотношение величин чистой годовой продукции, создаваемой различными группами макрофитов в некоторых озерах Северо-Запада России [по: Распопов, 1985]

Озеро

Годовая продукция растений

воздушноводных

плавающих и с плавающими листьями

погруженных

Ладожское

90,4

0,5

Онежское

86,6

10,3

3,1

Белое

80,1

16,0

3,9

Кубенское

48,0

37,7

14,3

Лача

47,6

0,5

51,9

Чудское

89,2

2,0

8,8

площади заросшей акватории. В озере Лача в продукционном процессе доминируют погруженные гидрофиты, но доля гелофитов также значительна. На озере Чудском подавляющую роль в годовой продукции имеют воздушно-водные растения [Распопов, 1985].

В то же время заросли воздушно-водных растений, развитие которых наблюдается большей частью в заливах и бухтах (куда обычно впадают притоки озер), дают значительную годовую продукцию (за исключением олиготрофного Онежского озера). Величина годовой продукции в Ладожском и Белом озерах одного порядка с таковой в больших водохранилищах европейской части России. Это говорит о том, что локальные участки крупных водоемов по высшей водной растительности могут принадлежать к другому классу трофности, чем водоем в целом, и о том, что высшая растительность является естественным биофильтром биогенных веществ, поступающих с водосбора в озеро или водохранилище.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >